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一种无需在每个开关上单独并联谐振电容的高效谐振直流链逆变器
An Efficient Resonant DC-Link Inverter With the Absence of Separate Shunt Resonant Capacitors Across Each Switch for AC Motor Drive
Qiang Wang · Jianfeng He · Youzheng Wang · Shuheng Zhang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年5月
许多现有的谐振直流环节逆变器至少为一个开关配备了单独的并联谐振电容器。然而，当这些电容器两端的电压超过零时，工业应用中由于控制干扰导致开关意外导通，可能会引发电容器的突然放电，从而产生电涌、增加导通损耗，并可能导致驱动集成电路保护装置误触发。此外，许多现有的谐振直流环节逆变器在轻载条件下的效率低于硬开关逆变器。为解决这些问题，本文提出了一种新型谐振直流环节逆变器。所提出的设计特点是在直流环节上设置简单的辅助电路，这些辅助电路在主开关动作之前被激活，以将直流环节电压降至零，从而使主开关实现零开关损...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项谐振直流母线逆变技术具有显著的应用价值。该技术通过创新性地取消开关并联谐振电容，并采用简化的辅助电路实现零电压开关，直接契合我司在光伏逆变器、储能变流器及电机驱动系统中对高效率、高可靠性的核心诉求。 技术价值方面，该方案的三大优势与我司产品痛点高度吻合：首先，消除并联...
基于稳定性保证的构网型逆变器频率调节安全强化学习
Safe Reinforcement Learning for Grid-forming Inverter Based Frequency Regulation with Stability Guarantee
Hang ShuaiBuxin SheJinning WangFangxing Li · 现代电力系统通用与清洁能源学报 · 2025年1月 · Vol.1
本研究提出一种面向构网型（GFM）逆变器频率调节的安全强化学习算法。为确保在学习控制策略下基于逆变器的资源（IBR）系统稳定性，将基于模型的强化学习（MBRL）与Lyapunov方法相结合，界定状态与动作的安全区域。通过在吸引域（ROA）内采样数据，利用近似动态规划（ADP）在保障安全的前提下提升控制性能。此外，引入高斯过程（GP）模型以增强控制器对逆变器参数不确定性的鲁棒性。数值仿真验证了所提算法的有效性。
解读: 该安全强化学习算法对阳光电源PowerTitan储能系统和ST系列储能变流器的构网型控制具有重要应用价值。研究提出的Lyapunov约束下的模型强化学习方法，可直接应用于GFM模式下的频率调节优化，在保证系统稳定性前提下提升调频性能，这与阳光电源储能系统参与电网一次调频的应用场景高度契合。引入的高斯...
具有大电流承载能力的高-Tc超导二极管
A high- _T_ _c_ superconducting diode with large current carrying capacity
New Zealand · Applied Physics Letters · 2025年2月 · Vol.126
超导二极管可实现单向无损电流传输，在整流、测温及逻辑电路等方面具有广泛应用前景。然而，现有报道的超导二极管正向电流承载能力均未超过1 A，难以满足超导电力应用需求。本文报道了一种基于高温超导涂层导体的高-Tc超导二极管，通过永磁体诱导临界电流在正反向输运时的不对称性。永磁体阵列模拟导体在临界电流下的自磁场，与输运电流的自磁场依方向产生相长或相消干涉，形成非对称的内禀磁场分布，从而导致临界电流密度的方向性抑制，实现二极管效应。实验展示了高达数十安培的单向临界电流调控能力，为大电流超导电力器件提供了...
解读: 该高温超导二极管技术对阳光电源储能系统和功率变换产品具有前瞻性参考价值。其单向无损电流传输特性可启发ST系列储能变流器的整流拓扑优化，通过磁场调控实现临界电流不对称性的思路，可借鉴于SiC/GaN功率器件的散热与磁场管理设计。数十安培级电流承载能力虽与工业级kA需求仍有差距，但其永磁体阵列诱导的自磁...
一种基于主动阴影的光伏系统故障检测与定位新方法
A Novel Active Shadow-Based Fault Detection and Localization Method for Photovoltaic Systems
Zhoucheng Xu · Kai Yang · Zexin Nie · Yalun Li 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年9月
光伏系统故障检测对运行安全至关重要。传统方法在正常运行条件下难以准确识别和定位故障，且依赖复杂传感器配置。本文提出一种基于主动阴影（AS）的故障检测方法，通过在光伏组件上引入主动遮蔽装置并按特定序列施加阴影，分析阵列输出功率变化，实现无需中断正常运行的快速故障检测与精确定位。构建基于串联子串的多层级高精度仿真模型，并定义识别系数（IC）评估算法性能，验证了该方法在复杂部分遮阴及短路、开路故障下适用于不同规模光伏阵列的故障定位能力。实际光伏阵列实验进一步证实了该方法的可行性与鲁棒性。
解读: 该主动阴影故障检测技术对阳光电源SG系列光伏逆变器及iSolarCloud智能运维平台具有重要应用价值。通过主动遮蔽装置引入可控阴影序列，结合功率变化分析实现组件级故障精确定位，可集成至阳光电源现有MPPT算法框架，增强SG逆变器的智能诊断能力。该方法无需额外传感器配置，适合大规模光伏阵列快速巡检，...
输电线路负载能力：基于HVAC绝缘电缆和架空线路实验功率测量的能力图验证
Transmission Line Loadability: Capability Charts Validation by Experimental Power Measurements on HVAC Insulated Cables, and Overhead Lines
R. Benato · L. Rusalen · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年12月
针对各类输电线路，能力图是在P-Q平面上描述其可传输功率范围的图形化工具。本文通过为期三年的实际功率测量数据，对连接意大利与马耳他的最长HVAC海底绝缘电缆及意大利至奥地利的Soverzene-Lienz架空线路进行实验验证。为实现准确对比，本文改进并拓展了原有能力图，纳入了物理可行性、电压降、电压限值和最大功角偏移等先前未考虑的运行约束，并基于Ossanna定理对新模型进行了解析验证。该能力图可直观展示含串并联补偿装置的任意线路负载能力。
解读: 该输电线路负载能力评估技术对阳光电源大型储能系统并网具有重要应用价值。研究提出的改进能力图方法可直接应用于PowerTitan储能系统的并网规划，通过考虑电压降、功角偏移等约束，优化ST系列储能变流器的有功无功协调控制策略。特别是对含串并联补偿装置线路的建模方法，可指导储能系统在弱电网场景下的GFM...
sThing：基于可配置环形振荡器PUF的硬件安全与回收芯片检测新方法
sThing: A Novel Configurable Ring Oscillator Based PUF for Hardware Security and Recycled IC Detection
Saswat Kumar Ram · Sauvagya Ranjan Sahoo · Banee Bandana Das · Kamalakanta Mahapatra 等5人 · IEEE Access · 2024年12月
环形振荡器RO广泛用于解决不同硬件安全问题。例如，基于RO的物理不可克隆函数PUF为密码应用生成安全可靠密钥，基于RO的老化传感器用于高效检测回收IC。本文使用带两个电压控制信号的CMOS反相器设计可配置RO（CRO）。通过控制信号，所提CRO可加速和降低老化对振荡频率的影响。CRO的这一关键特性使其适用于PUF和基于RO的传感器。在90nm CMOS工艺中评估所提改进架构即CRO PUF和CRO传感器的性能。CRO的老化容忍特性增强了CRO PUF的可靠性，老化加速特性提升了回收IC检测率。最...
解读: 该物理不可克隆函数技术对阳光电源芯片级安全具有重要意义。阳光储能变流器和光伏逆变器采用大量功率器件和控制芯片，面临芯片回收和仿冒风险。该CRO PUF技术可集成到阳光定制芯片的安全模块，生成唯一硬件指纹用于设备认证和固件加密。在供应链管理中，该老化传感器技术可检测回收功率器件，保证产品质量和可靠性。...
基于差分连接的部分功率处理高增益升压DC-DC变换器派生方法
Methodology for Deriving High-Gain Step-Up DC-DC Converters With Partial Power Processing Based on Differential Connections
Jessika Melo de Andrade · Roberto Francisco Coelho · Telles Brunelli Lazzarin · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年11月
本文提出一种基于差分连接的部分功率处理（PPP）高增益升压DC-DC变换器的派生方法。当两个基本变换器的输出电压相对于公共输入电压均为负极性时，差分连接可实现PPP特性。针对输出电压为正极性的基本变换器（如Boost、SEPIC、Zeta），通过引入逆变单元（IC）使其在差分连接下具备PPP能力。文章阐述了由正极性组基本变换器构建PPP差分变换器的概念、理论分析与设计方法，并通过一台由两个Boost变换器构成的实验样机验证方案可行性，其输入电压20 V、输出电压180 V（增益9倍）、占空比0....
解读: 该部分功率处理高增益DC-DC变换器技术对阳光电源储能与充电产品具有重要应用价值。差分连接PPP架构可使仅部分功率经过变换器处理，显著降低器件应力和损耗，95.5%的高效率与阳光电源ST系列储能变流器的效率目标高度契合。9倍增益特性适用于储能系统电池侧低压（48V/96V）到直流母线高压（540V/...
一种用于氮化镓HEMT的带Miller钳位电路的新型串扰抑制方法
A Novel Crosstalk Suppression Method With Miller Clamp Circuit for GaN HEMTs
Tianci Wang · Chuang Bi · Siyong Luo · Fan Li 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年11月
氮化镓（GaN）功率器件展现出显著特性，如高开关速度和低传导损耗，从而有助于提高开关电源转换器的效率和功率密度。然而，氮化镓功率器件高开关速度和低导通阈值的优势也使其容易受到桥臂串扰的影响。为解决上述问题，本文提出了一种新型米勒钳位栅极驱动器（NMCGD）。本文首先详细阐述了NMCGD的工作原理。在NMCGD中，它利用负电压使氮化镓关断过程中的双极结型晶体管（BJT）处于饱和状态。这一操作有效地将部分驱动电阻短路，降低了驱动回路的阻抗并抑制了串扰，同时在确保快速导通和关断速度的情况下，还减少了栅...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对GaN HEMT器件桥臂串扰抑制的新型Miller钳位驱动技术具有重要的应用价值。GaN功率器件凭借其高开关速度和低导通损耗特性，正成为光伏逆变器和储能变流器实现高功率密度、高效率的关键技术路径，这与公司产品向小型化、轻量化发展的战略高度契合。 该论文提出的新型M...
用于抑制GaN器件串扰并降低反向导通损耗的三级门极驱动
Three-Level Gate Drive for Crosstalk Suppression of GaN Devices With Low Reverse Conduction Loss
Yishun Yan · Lurenhang Wang · Mingcheng Ma · Xuchong Cai 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年5月
基于氮化镓（GaN）的桥接结构中的串扰问题限制了GaN器件在高电压水平下的高开关速度和高频应用。本文提出了一种三电平栅极驱动方法，用于在开通和关断的两个死区时间内抑制串扰并降低反向导通损耗。电容 - NMOS电路提供了低阻抗的米勒电流路径，以降低正、负串扰电压幅值。通过一个延迟脉冲模块，精确施加负的栅 - 源电压以抑制正串扰电压峰值，并在死区时间内使GaN器件在栅 - 源零电压下关断，从而降低反向导通损耗。负栅 - 源电压的值取决于齐纳二极管，具有灵活可调性。所提出的方法易于控制且成本较低，无需...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项三电平栅极驱动技术针对GaN器件串扰抑制的创新方案具有重要的战略价值。当前，阳光电源在光伏逆变器和储能变流器领域正积极推进高频化、高功率密度的技术演进，而GaN功率器件凭借其优异的开关特性和高频能力，是实现这一目标的关键使能技术。 该技术的核心价值在于有效解决了GaN...
基于下垂控制且考虑饱和约束的直流电力系统大信号分析与控制器综合
Large-signal Analysis and Controller Synthesis of Droop-based DC Power System with Saturation Constraints
Jinghan Zhao1Keting Wan2Yongpan Chen3Miao Yu4 · 现代电力系统通用与清洁能源学报 · 2025年7月 · Vol.1
在以电力电子装置为主的直流电力系统中，恒功率负载和饱和元件显著影响系统的大幅信号稳定性。针对多状态变量与高阶系统带来的分析复杂性，本文提出一种计及完整控制动态的等效单机模型，简化大信号分析过程。在此基础上，结合恒功率负载动态与饱和约束，提出基于平方和规划的吸引域估计方法，有效降低了保守性。进一步，设计了基于平方和规划的控制参数优化算法以扩展吸引域，并实现控制器综合。仿真结果验证了所提模型、估计方法及优化算法的有效性与准确性。
解读: 该研究针对直流电力系统下垂控制的大信号稳定性分析，对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。研究提出的等效单机模型和平方和规划方法，可直接应用于多机并联储能系统的控制参数优化，有效解决恒功率负载和饱和约束导致的稳定性问题。该技术可增强阳光电源储能系统在直流微网场...
SiC低压MOSFET的温度缩放与C–V建模用于IC设计
Temperature Scaling and C–V Modeling of SiC Low-Voltage MOSFETs for IC Design
Abu Shahir Md Khalid Hasan · Md Maksudul Hossain · Md. Zahidul Islam · Muhammad Majharul Islam 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年10月
本文提出了一种适用于高温环境的碳化硅（SiC）nMOS和pMOS器件SPICE模型及其瞬态特性。该工作在BSIM4SiC模型基础上扩展，重点研究界面陷阱对高温性能及电容-电压（C–V）特性的影响。提出了模型参数的高温缩放修正方法，并考虑了界面陷阱效应，定义了本征载流子浓度与平带电压偏移方程。针对nMOS和pMOS开发了新的C–V参数提取方法，并描述了用于C–V测量的MOSCAP与多指MOSFET测试结构。仿真结果在高温下与实验数据吻合良好，验证了模型准确性。
解读: 该SiC低压MOSFET高温建模技术对阳光电源功率器件应用具有重要价值。针对ST系列储能变流器和SG光伏逆变器，精确的高温C-V特性模型可优化SiC器件驱动电路设计，降低开关损耗并提升高温环境可靠性。界面陷阱效应的温度缩放方法为功率模块热设计提供仿真依据，特别适用于沙漠、热带等极端工况下的Power...
一种考虑源极公共电感的SiC MOSFET多电平自驱动门极驱动器用于串扰抑制
A Multilevel Self-Driving Gate Driver of SiC MOSFET for Crosstalk Suppression Considering Common-Source Inductance
Kaiyuan Hu · Ming Yang · Xinmei Zhang · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年8月
与传统的硅基器件相比，碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）展现出更优异的特性。然而，高开关速度所导致的高电压变化率（dv/dt）使其更易受到由米勒电容和共源电感引起的串扰尖峰的影响，从而增加了功率器件误触发的风险。现有的大多数方法所采用的数学模型仅考虑了米勒电容，并且采用负关断电压方法，这会增加器件的负栅源电压应力，缩短其使用寿命。本文提出了一种同时考虑米勒电容和共源电感的串扰电压数学模型，并引入了一种多级自驱动栅极驱动器来抑制正、负串扰电压。该方法采用电阻 - 电容 - 二极管和...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对SiC MOSFET多电平自驱动栅极驱动器的技术具有重要的战略价值。作为全球领先的光伏逆变器和储能系统供应商，阳光电源正在大规模推进SiC功率器件的应用，以提升产品的功率密度和系统效率。 该技术的核心价值在于系统性解决了SiC MOSFET高速开关带来的串扰问题。...
基于图特征与深度学习的锂离子电池退化轨迹早期感知
Early perception of Lithium-ion battery degradation trajectory with graphical features and deep learning
Haichuan Zhao · Jinhao Meng · Qiao Peng · Applied Energy · 2025年3月 · Vol.381
摘要 在电池储能系统（BESS）的全生命周期管理中，早期捕捉锂离子电池（LIB）的退化路径至关重要，然而现有研究主要集中在短期电池健康状态（如健康状态，SOH）诊断。本研究提出一种创新性概念，旨在仅利用少量初始循环数据即可感知锂离子电池的退化轨迹，从而为BESS复杂化的运行与维护策略预留充足的调整空间。本文提出一种新颖的深度学习框架，通过构建基于电池早期使用数据的图特征来获取容量退化轨迹。为了捕获更丰富的容量衰减特征，该框架通过生成增量容量（IC）曲线和容量差分曲线对电压-容量数据进行增强，并将...
解读: 该早期电池退化轨迹预测技术对阳光电源ST系列储能系统及PowerTitan产品具有重要价值。通过少量初始循环数据的图形化特征和深度学习,可在电池全生命周期早期预判容量衰减路径,为储能系统预测性维护提供60个循环内的精准预警。该技术可集成至iSolarCloud平台,结合增量容量曲线分析,优化BMS健...
基于数字孪生的储能系统电池热管理优化与寿命预测
Reliability Issues and Degradation Mechanisms of p-GaN Gated E-Mode AlGaN/GaN Power HEMTs: A Critical Review
J. Ajayan · Asisa Kumar Panigrahy · Sachidananda Sen · Maneesh Kumar 等5人 · IEEE Access · 2025年5月
储能系统电池热管理对性能和寿命至关重要,传统控制策略缺乏预见性。本文提出基于数字孪生的热管理优化方法,通过实时热仿真和寿命预测模型优化冷却策略,延长电池循环寿命。
解读: 该数字孪生热管理技术可应用于阳光电源ST系列储能系统。通过虚实融合的热管理优化,提升电池一致性和循环寿命,降低热管理能耗,实现储能系统的精细化温度控制,为大规模储能电站提供智能热管理方案。...
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